浅谈风力发电的现状和发展

摘要：风力发电的应用，有效的降低了化石能源的使用，抑制了地球环境的日益恶化。因此，加大对风力发电的技术研究，加强风力发电应用，势必成为全球能源发展的趋势。本文进行了相关阐述。

关键词：风力发电 现状分析 发展趋势

中图分类号：C35 文献标识码： A

引言：近年来，我国经济飞速的发展，全球性能源紧缺，新能源的开发和利用愈加受到关注。如何利用可再生能源，缓解当前资源紧缺已经成为当前能源开发利用工作的重点内容。风力作为一种可再生资源，风力发电是对当前能源紧缺的一种有益补充，可以大大缓解能源紧缺，减少环境污染。在目前传统能源紧缺的情况下，风力发电受到了极大关注

一、风力发展的历史

第一台风力发电机的雏形形成于丹麦，虽然是电力方面的重大发展，但因技术的不完善、经济支持跟不上等等原因，风力发电并未成为世界发电方式中的主力军。

1973年的石油危机，让美国和西欧发达国家开始思考如何利用能源以及如何寻找消耗少、有利于环境的清洁型能源。现如今，可再生能源成为了世界能源中的主流，而风能则是可再生能源中的一匹黑马，以它突出的优点保持着不断增长的趋势。

二、目前全球风力发电的基本现状

风力发电始于20世纪70年代初期，历经40年的研究、推广，至今已成为一种重要的大型并网发电技术。特别是近些年来，风力发电在可再生能源中应用率高、增长率快。其中丹麦、德国、荷兰、西班牙以及美国作为风电发展的大国，其年增长更是高达50%以上，并掌握着世界先进的风力发电技术与控制技术。而印度、拉丁美洲等新兴风力发电市场，同样表现不俗，风电新增装机达到1200MW骄人成绩。

三、我国风力发展的现状

我国风能资源比较丰富，全国可开发利用的风能资源总最为2.5亿kW。东南沿海、山东和辽宁沿海及其岛屿、内蒙古北部、新疆北部、甘肃等地区均属风能资源丰富区，年平均风速26 m/s，有效风能密度≥200 w/m2，有很好的开发利用条什。在我国风力资源较丰寓的边远、无电、缺电地区宜发展中小型独立运行的风电系统，以解决这些地区的生活用电和部分生产用电；在风力资源丰富的南方，电网通达的地区，应以发展较大规模的并网风电系统为主，补充和部分替代常规能源，提高当地的环境质最。

四、我国风力发电的应用现状及存在的不足

风力发电作为可再生能源发电技术的首选，在全球经济发展的大背景下正稳步发展与提高。然而风力发电在实际应用中仍面临着一些困难与不足，例如：一、风力发电的噪声过大。对附近居民的生活造成困扰，影响候鸟迁徙的生物本能；二、现行风电系统的整体效率偏低。由于风力发电受风速、风向、风力大小的直接影响。一旦风向或风速改变，势必会直接影响到风力发动机的正常运行。三、风力发电系统不稳定。目前风力设备多采用690伏电压，每台机组带一套变流器，后面再挂一个箱式变压器的基本模式。而正是这种基本模式，致使整个风电场在不发电或发电功率小时，仍需要时刻补偿大量无功能力，以满足变流器、变压器的常年挂网运行。这无疑增加了设备的成本和有功消耗。因此，为了保证电网与风力发电场输电网之间的稳定，各风电场毫无例外均配备有高压动态无功补偿装置。所以，可以说现行的风力发电网是低效、脆弱、极不可靠的系统；四、维护、方便性较差，费用较高。目前我国风力发电机普遍高度可达70米左右。而许多可移动零部件，重量确在几百到上千吨之间。因此，单单就算齿轮箱的更换、上油、检查等工作计算，仍需要大量的维护成本。

五、我国风力发电的发展

据统计，2005年底，中国的风电总装机连续五年实现翻番，截至2010年底，中国以4182.7万千瓦的累积风电装机容量首次超越美国位居世界第一，较2009年同比大增62按照国家电网此前出具的报告，到2015年电网覆盖范围内可吸纳风电上网的规模达1亿千瓦，到2020年可达1.5亿千瓦。

风电投资企业包括开发商和风机装机制造企业。从风电开发商的角度来看，能源投资型企业居多，2009年能源投资型企业的风机装机容量也占全部风电装机容量的90%。其他国有投资商，外资和民企比例之和还不到10%。而且其中许多企业都纷纷退出，仅剩下中国风电，天润等少数企业还在勉强维持，当年新增份比例也很小。从风机制造企业来看，主要以国内整机制造企业为主，，2009年累计和新增市场份额中，前三名，前五名和前十名的企业市场占有率分别是55.5%和59.7%、70.7%和70.4%以及85.3%和84.4%。目前，风电并网主要存在两大技术难题：风电异地发电机组技术对电厂安全稳定产生影响，风的波动性使风电场的输出功率的波动性难以对电厂实施准确的发电计划。他们使得风电发展受到严重影响。对于这种现状，国家和电网企业都在做过于风电输出稳定性的研究。风电场投资成本是风电成本的主要组成部分之一。风电场投资成本是衡量风电场建设经济性的主要因素，归纳起来有一下三个因素：固定资产投资，建设期利息，流动资金。以内蒙古乌兰察布市某风电场为例，其总投资214236万元，其中固定资产投资为206715万元，建设期利息为7018万元，流动资金为503万元。从上诉数据不难看出，风电场的投资成本很高，但若考虑风电的社会成本，将其潜在价值计算在内，风电成本是很低的。

六、风力发电机的发展趋势

在社会经济和科技不断发展的带动下，风电技术也随之也得到了快速的发展。杜宇变速不恒定频率的发电机和直驱系统的发电机将会以主流的形式进行发展。对于风力发电系统来说，要实现稳定、成本低、噪音少、效率高的目的就要从以下几个方面进行：

（1）风力发电机直驱式。现今大多数风电系统的发电机和风轮是通过边速齿轮连接却不是直接连接。这样结构不但降低了系统的工作效率，提高了系统的成本，同时非常容易出现故障。由于直驱形式的风力发电机的出现，去掉了变速齿轮箱的应用，降低了能量的损失和发电的输出的成本。并且提高了系统的稳定，提高了系统的效率和可靠性，而且特别适合于变速恒频的风电控制系统，因此直驱式也成为风力发电系统中发电机的主流发展方向。

（2）风力发电机无刷化。无刷化可提高系统的可靠性，实现免维护，从而提高发电效率。

（3）风力发电机永磁化。采用永磁风力发电机，不仅可以提高发电机的效率，而且能在增大电机容量的同时，减少体积，也是风力发电机的发展趋势之一。

七、风力发电发展预测

1.从我国的风力资源来看，已利用的资源所占比例还很低，开发市场潜力可观。

经国家气象局对风能资源的评估表明，我国陆地70米高度的风能资源达26亿千瓦，海上风能资源尚没有具体的评估数据，但初步分析也有上亿千瓦，我国风能资源十分丰富。到2010年底，我国风电装机容量为4473万千瓦，不到可开发风能总量的2‰。

2.纵观全球风电发展，风电发电量占入网电量比例最高的国家是丹麦，约为20%。西班牙2010年风力发电量年平均水平占全国入网电量的16.4%，世界排名第二。德国2011年上半年可再生能源发电量占全国总发电量的比例已超过20%。美国风能协会研究确定，2020年风电将占美国总发电量的20%。而2011年中国风电量占总发电量比例仅为1.67%，与风电走在世界前列的国家相比，中国风电的成长空间仍然很大。

结语：综上所述，随着技术的进步，使用风力发电能够把源源不断的风能转化为电能，越来越多研究人员开始专注风力发电的应用。到目前为止，很多国家都对风力发电有了一个比较清醒的认识。所以，我们要认真研究风力发电技术，让新能源的应用越来越广泛。

参考文献：

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【3】 王宏华.风力发电技术系列讲座（3） 风力发电控制技术的发展现状[J].机械制造与自动化，2010（03）：192-195.

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